Новые возможности породоразрушающего инструмента, оснащенного алмазно-твердосплавными режущими элементами

Проведено технико-экономическое обоснование и разработаны научно-технические принципы создания технологии производства бурового инструмента, оснащенного алмазно-твердосплавными режущими элементами российского производства. Представлены результаты разработанных ФГБНУ «Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов» (ФГБНУ ТИСНУМ) технологических процессов производства алмазно-твердосплавных пластин (АТП), предназначенных для работы в различных условиях бурения. Показана возможность получения АТП с дифференцированными физико-химическими и эксплуатационными характеристиками, обусловливаемыми физикомеханическими свойствами горных пород, особенностями конструкции скважин и другими условиями бурения. Проведен комплекс исследований физико-механических свойств АТП, их связи со структурно-технологическими факторами и эксплуатационными характеристиками долот. Приведены результаты опытно-промышленных испытаний долот, оснащенных резцами производства ФГБНУ ТИСНУМ, на объектах ПАО «Газпромнефть». Показано, что организация промышленного производства АТП и буровых долот премиум-класса позволит обеспечить потребности российской нефтегазодобывающей отрасли, полностью ликвидировать импортозависимость, а к 2025 г. занять 25–30% мирового рынка бурового инструмента и оборудования.

алмазно-твердосплавные пластины, буровой инструмент, PDC долота, износостойкость

1. Лебедев Л. В., Закиров А. Я. Производство и испытание первых российских поликристаллических алмазных резцов для буровых долот // PROнефть. – 2017. – № 4 (6). – С.32–35.

2. P r o kho r ov V., P o zd n yako v A., K r a v ch uk K., M o r ok ov E. Development and research of characteristics of two-layer diamond plates for drilling tools // Machines Technologies Materials. – 2019. Year XIII, Is. 7. – Р. 294–297.

3. Третьяк А. А. Разработка современных конструкций коронок, армированных алмазнотвердосплавными пластинами, и технологии их использования // Автореф. дис. ... канд. техн. наук. – Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2012.

4. Qi a n J., M c M ur r a y C. E., M u kh op adh ya y D. K. Polycrystalline diamond cutters sintered with magnesium carbonate in cubic anvil press // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2012. – V. 31. – Р. 71–75.

5. Чулкова В. В. Разработка методических и технологических решений по выбору долот PDC с усиленным антивибрационным вооружением // Автореф. дис. ... канд. техн. наук. – М.: РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2017.

6. Бессон А., Берр Б., Диллар С., Дрейк Э., Айви Б., Айви К., Смит Р., Уотсон Г. Новый взгляд на режущие элементы буровых долот // Нефтегазовое обозрение. – Весна 2002. – С. 4–31.

7. K a n ya nt a V., O z b a yr a kt a r S., M a w e j a K. Effect of manufacturing parameters on polycrystalline diamond compact cutting tool stress-state // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. –2014. – N 45. – Р. 147–152.

8. P a gg e t t J. W., D r a k e E. F., K ra w i t z A. D., Win ho lt z R. A., G ri f f in N. D. Residual stress and stress gradients in polycrystalline diamond compacts // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2002. – N 20. – Р. 187–194.

9. Ненашев М. В., Ибатуллин И. Д., Журавлев А. Н., Косулин С. И. Технические средства и методики входного контроля качества PDC зубцов алмазных буровых долот // Изв. Самарского научн. центра РАН. Механика и машиностроение. – 2011. – Т. 13, № 4(3). – С. 835–838.

10. PDC bits. URL: www.varelintl.com.

11. Боровский Г. В., Зайцев И. В., Негинский Е. А., Отт О. С., Хачикян Е. А. Исследование процесса бурения твердых горных пород инструментом с алмазно-твердосплавными пластинами // Сб. матер. междунар. конф. молодых ученых, работающих в области углеродных материалов. (30 мая – 1 июня 2017 г.), М., Троицк: Тровант, 2017. – С. 27–29.

12. Абатуров В. Г. Физико-механические свойства горных пород и породоразрушающий буровой инструмент. – Тюмень: Нефтегазовый университет, 2007.

13. Марамзин А. В. Технические средства для алмазного бурения. – М.: Недра, 1982.

14. Мясников Я. В., Ионенко А. В., Гаджиев С. Г., Липатников А. А., Леонов Е. Г. Руководство по оценке износа долот типа PDC в промысловых условиях // Бурение и нефть. – 2014. – № 3. – С. 14–18.

15. Новости. 31 января 2017. Технологии // Интернет ресурс: https://www.gazprom-neft.ru/presscenter/news/gazprom-neft-uspeshno-ispytala-pdc-doloto-s-pervymi-rossiyskimi-polikristallicheskimi-almaznymirezts/